CN108287082A - 一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备及方法，该设备包括实验舱本体、外围罩体和循环设备，实验舱本体包括框架和隔离板，实验舱本体内部设置有电风扇，实验舱本体的侧壁上设有排风阀、进风阀和多个采样口；外围罩体围设于实验舱本体的外部，外围密闭室内布置有空调、加湿器和高效净化系统，第一三通连接管的三个端口分别与进风阀、外围密闭室、外部送风设备连通，第二三通连接管的三个端口分别与排风阀、外围密闭室、外部排风设备连通。本发明通过增大实验舱本体的体积，可更准确的检测净化器的净化性能；通过持续输入污染物进行检测，可更好的模拟实际持续的重污染情况，使检测结果更准确。
Description
技术领域
本发明涉及环境检测装置技术领域，具体涉及一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备及方法。
背景技术
雾霾，是雾和霾的组合物，常见于城市。我国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称为“雾霾天气”。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果，高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM 2.5)，一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。
京津冀地区经常发生的持续重污染天气，可能持续7-10天左右。由于家中门窗不是100％封闭，即便关闭状态下，雾霾也是会逐渐向屋内渗透，相当于有一个持续发生源，这个时候开启净化器是否能达到较好的效果，是检验净化器性能的关键。
目前净化器国标GB/T18801-2015《空气净化器》中对于净化效果的测试，是一次性通过一定量的污染物，然后密闭状态下测试净化器最大档位去除污染物的速度，测试过程不再添加污染物进入试验舱，这种测试不太符合真实的使用环境。另外，GB/T18801-2015规定的试验舱较小(约30m3))，无法模拟现实中更大空间使用净化器的效果，比如客厅、会议室或复式房子。
另外，国标试验中，净化器放置于舱内正中央，而现实生活中一般消费者家中不会将净化器放置于屋内正中央，同时国标测试时采样点只有一个，均匀度没有充分体现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备及方法，用以解决现有的检测设备和检测方法存在检测结果不准确和无法模拟净化器的真实使用场景的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，所述检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备包括实验舱本体、外围罩体和循环设备，所述实验舱本体包括框架和多块设置于所述框架中的隔离板，所述隔离板为透明材料，所述实验舱本体内部设置有电风扇，所述实验舱本体的侧壁上设有排风阀、进风阀和多个采样口；所述外围罩体围设于所述实验舱本体的外部，所述外围罩体与所述实验舱本体之间形成外围密闭室，所述外围密闭室内布置有空调、加湿器和高效净化系统，所述循环设备包括第一三通连接管和第二三通连接管，所述第一三通连接管的三个端口分别与进风阀、外围密闭室、外部送风设备连通，所述第二三通连接管的三个端口分别与排风阀、外围密闭室、外部排风设备连通。
优选的，所述实验舱本体内部的顶部设置有至少一个紫外灯。
优选的，所述实验舱本体内部的顶部还设置有至少一个照明灯。
优选的，所述实验舱本体的侧壁上设有舱门。
优选的，所述框架为不锈钢框架，所述隔离板为玻璃隔离板。
优选的，所述实验舱本体的长度为6m，宽度为4.5m，高度为3m。
优选的，所述实验舱本体的内部还设置电源插座和数据接口。
相对应的，本发明还提供一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法，所述检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法包括以下步骤：
步骤a1，将模拟污染物的发生源与待检空气净化器布置于所述实验舱本体的一个对角线上，将多个空气质量检测器布置于所述实验舱本体的另一个对角线上；
步骤a2，通过内外环境中的空气质量检测器监测温度、湿度及洁净度，当电脑显示空气质量达标后，关闭内循环、加湿器及高效净化系统，空调继续工作，用于整个实验过程保温；
步骤a3，向所述实验舱本体内输入污染物，一次性投入，搅拌均匀，确保所述实验舱本体内污染物的浓度达到重污染级别，为实验提供初始环境；
步骤a4，将待检空气净化器调至最大档位，同时开启发生源和多个空气质量检测器，并开始计时，发生源持续产生污染物并持续输入实验舱本体内，当多个空气质量检测器测量污染物浓度的最大值低于本底浓度时，停止计时。
优选的，所述污染物为PM2.5、甲醛或微生物，当所述污染物为PM2.5时，所述本底浓度为35ug/m3。
优选的，所述空气质量检测器距离地面高度大于1m。
本发明的本发明的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备具有如下优点：
1.通过增大实验舱本体的体积，使其与家庭实际空间的尺寸更相近，可更准确的检测净化器的净化性能。
2.通过持续输入污染物进行检测，可更好的模拟实际持续的重污染情况，使检测结果更准确。
附图说明
图1为本发明检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备的立体结构示意图。
图2为本发明实验舱本体的后视结构示意图。
图3为本发明实验舱本体的主视结构示意图。
图4为本发明实验舱本体的右视结构示意图。
图5为本发明实验舱本体的左视结构示意图。
图6为本发明检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备的俯视剖面结构示意图。
图7为本发明检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法的流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备除了可以做PM2.5试验外，还可进行甲醛、苯、细菌污染或其他空气污染物试验，因此污染物并不限定于PM2.5或甲醛。
如图1、2、3、4、5所示，该检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备包括实验舱本体100、外围罩体200和循环设备400，实验舱本体100包括框架1和隔离板2，其中，框架1呈长方体，框架1材质的优选项为不锈钢，不锈钢框架具有结构强度高，耐腐蚀和美观的优点。隔离板2为透明材料，隔离板2通过胶粘或扣件固定安装于框架1中，隔离板2的优选为玻璃隔离板，透过隔离板2实验人员可实时地观察实验舱本体100内实验设备的运行情况。实验舱本体100的侧壁上设有舱门8，方便实验人员的进出。实验舱本体100内部的顶部安装有两个电风扇10，电风扇10可促进实验舱本体100内空气的流动，促使污染物在实验舱本体100内扩散的更均匀，从而更接近净化器真实的使用环境。实验舱本体100的一个侧壁上设有进风阀4和多个采样口5，而与该侧壁相对的侧壁上设有排风阀3和多个采样口5，其中，进风阀4的设置高度要高于排风阀3的设置高度，以保证空气更好的流通。为确保采集到足够的数据信息，考虑到在实际试验中，可能进行“交叉采样”的试验要求，因此采用了多个采样口5的创新设计。通过对一些实体空间尺寸的统计，及考虑到测试条件的可控性，在本实施例中，实验舱本体100的长度为6m，宽度为4.5m，高度为3m，实验舱本体100的面积达到27m2，体积V达到81m3，与家庭实际客厅空间的尺寸更相近，因此可更准确的检测净化器的净化性能。进一步的，为了扩展实验舱本体100的功能，实验舱本体100的侧壁上还设置有多个预留口，预留口可在实验舱本体100做其它检测实验时使用。
如图6所示，外围罩体200围设于实验舱本体100的外部，外围罩体200可由彩钢板等材料构成，也可以与实验舱本体100一样由框架1和隔离板2构成。外围罩体200与实验舱本体100之间形成外围密闭室300，外围密闭室300内布置有空调301和加湿器302。循环设备400用于实现实验舱本体100与外围密闭室300和外部空气之间的循环，循环设备400包括第一三通连接管401和第二三通连接管402，第一三通连接管401的三个端口分别与进风阀、外围密闭室400、外部送风设备连通，第二三通连接管402的三个端口分别与排风阀、外围密闭室400、外部排风设备连通。通过控制两个三通连接管上的阀门，可实现实验舱本体100与外围密闭室300之间的内循环(参见箭头30)，使实验舱本体100内的环境与外围密闭室300的环境保持一致，同时也可实现实验舱本体100和外围密闭室300与外部空气之间的循环，既外循环(参见箭头40)，将实验舱本体100和外围密闭室300内的污染物排出。
在本发明的一个实施例中，实验舱本体100内部的顶部设置有两个紫外灯6，但是紫外灯6的数量并不限定于此，紫外灯6的数量可以根据需要进行设定，紫外灯6可在除菌实验中用于消毒。
在本发明的一个实施例中，实验舱本体100内部的顶部还设置有四个照明灯7，照明灯7的数量并不限定于此，照明灯7可提供充足的光照，方便实验人员观察内部仪器测量数值。
在本发明的一个实施例中，实验舱本体100的内部还设置电源插座9，可方便实验舱本体100内的各种仪器的使用，进一步的，为了方便数据的传输，隔离板2上还设数据接口，数据接口可以为USB和/或英特网接口，但是并不限定于此。使用时，需要通过数据接口将实验舱本体100内的各种仪器与外部电脑连接。
如图7所示，本发明还提供一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法，检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法包括以下步骤：
步骤a1，将模拟污染物的发生源与待检空气净化器布置于实验舱本体100的一个对角线上，将3个空气质量检测器布置于实验舱本体100的另一个对角线上；
由于在实际的生活中，净化器往往会被放置于墙角或贴墙放置，因此，通过将模拟污染物的发生源与待检空气净化器布置于实验舱本体100的一个对角线上，可在最大程度模拟空气净化器真实的使用场景，此外，将3个空气质量检测器布置于实验舱本体100的另一个对角线上，且每个空气质量检测器距离地面高度大于1m，优选项为1.5m，从而可以测量到实验舱本体100内多个位置的污染物浓度，当然空气质量检测器的数量并不限定于此，可以根据实际需要进行取舍。本实施例中的检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法，除了可以做PM2.5试验外，还可进行甲醛、苯、细菌污染或其他空气污染物试验，因此污染物并不限定于PM2.5或甲醛。空气质量检测器布置布置完毕后，关闭实验舱本体内100和外围罩体200，避免实验受外界干扰。
步骤a2，通过内外环境中的空气质量检测器监测温度、湿度及洁净度，当电脑显示空气质量达标后，关闭内循环、加湿器及高效净化系统，空调继续工作，用于整个实验过程保温；
洁净度主要指颗粒物浓度，空气质量达标主要参考空气的温度、湿度及洁净度。在实验过程中，空调继续工作确保整个实验过程中内外环境都处于恒温状态，内外环境之间的热量交换主要依靠实验舱本体100的玻璃隔离板进行。
步骤a3，向所述实验舱本体内输入污染物，一次性投入，搅拌均匀，确保所述实验舱本体内污染物的浓度达到重污染级别，为实验提供初始环境；
由于实验舱本体内100的污染物浓度在实验开始前可能很低，达不到实验要求，因此，需要向实验舱本体内100一次性输入污染物，并通过电风扇搅拌均匀，使实验舱本体内100污染物的浓度达到重污染级别，为实验提供初始环境，重污染级别以实验污染物的浓度进行确定，例如当污染物为PM2.5时，PM2.5浓度C＝500微克/立方米。
步骤a4，将待检空气净化器调至最大档位，同时开启发生源和多个空气质量检测器，并开始计时，发生源持续产生污染物并持续输入实验舱本体100内，当多个空气质量检测器测量污染物浓度的最大值低于本底浓度时，停止计时。
当污染物为PM2.5时，可将本底浓度设定为35ug/m3，发生源注入污染物需要持续且尽可能接近真实的注入浓度，发生源的确定需要参考南方北方房子的气密性，一般换气次数为0.05-0.07，因此定为a＝1，若室外重污染报表为PM2.5浓度C＝500ug/m3，实验舱本体100的体积为V＝81，进入实验舱本体100内的PM2.5质量为a*V*C≈40mg/h，所以按照这个发生速度在舱内设置一个PM2.5发生源(一般用香烟代替)。目的是为了使待检空气净化器在最大档位稳定工作一段时间，开始计时后，发生源持续产生污染物，而3个空气质量检测器则按照每分钟采样一次的频率进行采样，当3个空气质量检测器测量污染物浓度的最大值低于本底浓度时，计时器停止计时，此时的计时结果即为待检空气净化器的净化时间，净化时间越短，说明该待检空气净化器的性能越好。相比于国标方法在试验开始前的一次性污染物输入，通过持续输入污染物进行检测，可更好的模拟实际持续的重污染情况，使检测结果更准确。
进一步的，实验结束后，还需要控制排风阀和排风阀工作进行外循环，将实验舱本体100内的污染物排出。
本发明还提供一种多点交叉采样检测空气净化器性能的方法，包括以下步骤：
步骤b1，待实验舱本体100内的初始浓度测定后，开启待检空气净化器至额定状态，开启的时刻为t＝0min，同时开始取样进行测定，每5min采集1次，最长实验时间为60min。
需要解释的，“开启的时刻为t＝0min”，就是待检空气净化器开启的瞬间开始计时，在初始浓度稳定后，应全程封闭实验舱本体100进行测定，若污染物浓度低于GB/T18883标准规定限值的采样点及数据，视为无效，具体参见表2。由于一般拟合曲线需要至少6个数据点，不然拟合不准确，若数据点不足6个，可采用多孔交叉采样方式，具体参见表1，保证足够的数据点用于计算。使用交叉采样方法的目的是因为气态污染物的采样时间长，而对于一些净化性能好的空气净化器产品，可能在很短时间内(例如5min)就已经将甲醛分解完了，无法采集足够的数据，因此，需要采用秘籍交叉采样，才能满足至少6个数据点。气态污染物的采样口5应该多设几个，以便交叉使用。例如在甲醛CADR测试中，甲醛浓度降低到0.1mg/m3，即停止实验，后续数据不参与CADR计算。若在0.1mg/m3之前浓度降低到稳定平衡浓度(连续3个数据点高低浓度变化不超过10％)，此时，也可认为达到CADR测试的终止点。
表1
表2
步骤b2，关闭待检空气净化器，记录实验舱本体100内的温度和相对湿度。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，所述检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备包括实验舱本体、外围罩体和循环设备，其特征在于，所述实验舱本体包括框架和多块设置于所述框架中的隔离板，所述隔离板为透明材料，所述实验舱本体内部设置有电风扇，所述实验舱本体的侧壁上设有排风阀、进风阀和多个采样口；所述外围罩体围设于所述实验舱本体的外部，所述外围罩体与所述实验舱本体之间形成外围密闭室，所述外围密闭室内布置有空调、加湿器和高效净化系统，所述循环设备包括第一三通连接管和第二三通连接管，所述第一三通连接管的三个端口分别与进风阀、外围密闭室、外部送风设备连通，所述第二三通连接管的三个端口分别与排风阀、外围密闭室、外部排风设备连通。
2.根据权利要求1所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，其特征在于，所述实验舱本体内部的顶部设置有至少一个紫外灯。
3.根据权利要求2所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，其特征在于，所述实验舱本体内部的顶部还设置有至少一个照明灯。
4.根据权利要求2或3所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，其特征在于，所述实验舱本体的侧壁上设有舱门。
5.根据权利要求3所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，其特征在于，所述框架为不锈钢框架，所述隔离板为玻璃隔离板。
6.根据权利要求5所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，其特征在于，所述实验舱本体的长度为6m，宽度为4.5m，高度为3m。
7.根据权利要求6所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的设备，其特征在于，所述实验舱本体的内部还设置电源插座和数据接口。
8.一种检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法，其特征在于，所述检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法包括以下步骤：
步骤a1，将模拟污染物的发生源与待检空气净化器布置于所述实验舱本体的一个对角线上，将多个空气质量检测器布置于所述实验舱本体的另一个对角线上；
步骤a2，通过内外环境中的空气质量检测器监测温度、湿度及洁净度，当电脑显示空气质量达标后，关闭内循环、加湿器及高效净化系统，空调继续工作，用于整个实验过程保温；
步骤a3，向所述实验舱本体内输入污染物，一次性投入，搅拌均匀，确保所述实验舱本体内污染物的浓度达到重污染级别，为实验提供初始环境；
步骤a4，将待检空气净化器调至最大档位，同时开启发生源和多个空气质量检测器，并开始计时，发生源持续产生污染物并持续输入实验舱本体内，当多个空气质量检测器测量污染物浓度的最大值低于本底浓度时，停止计时。
9.根据权利要求8所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法，其特征在于，所述污染物为PM2.5、甲醛或微生物，当所述污染物为PM2.5时，所述本底浓度为35ug/m3。
10.根据权利要求8所述的检测重污染环境下空气净化器净化效果的方法，其特征在于，所述空气质量检测器距离地面高度大于1m。
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| CN104155135A (zh) * | 2014-08-11 | 2014-11-19 | 清华大学 | 一种测量空气净化器洁净空气量衰减率的装置 |
| CN104399539A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-03-11 | 苏州华碧微科检测技术有限公司 | 一种空气净化器的开窗试验测试舱及其测试方法 |
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2018
- 2018-04-09 CN CN201810309937.5A patent/CN108287082A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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